OPTIMIZACIÓN EXPERIMENTAL DE PRESIONES DE TRABAJO DE UN CICLO DE AUTOCASCADA R600a/R1150 PARA APLICACIONES DE ULTRA-BAJA TEMPERATURA

Resumen

El sistema de autocascada es ampliamente utilizado en aplicaciones de refrigeración de ultra baja temperatura, especialmente para la preservación de muestras médicas y biológicas. Este ciclo funciona con una mezcla compuesta por refrigerantes con puntos normales de ebullición distantes los cuales se fraccionan en el ciclo y crean corrientes con diferentes composiciones. Una con mayor proporción del componente más volátil, dedicada a producir el efecto de enfriamiento. La segunda corriente condensa la primera utilizando un intercambiador de calor de cascada y permite a ésta alcanzar las temperaturas deseadas. Este estudio se centra en la optimización experimental de un ciclo con autocascada (ver Figura 1) que emplea la mezcla R-600a/R-1150 [70/30%] para mantener una temperatura establecida de -80ºC en el espacio refrigerado. La optimización consiste en un ajuste experimental de la presión mediante la modificación de las longitudes de los dos capilares (dispositivos de expansión) del sistema. Se emplea un método teórico-experimental para calcular el COP, la capacidad de enfriamiento y las incertidumbres. Estos resultados, junto con parámetros como el consumo de energía de la planta, el ciclo de trabajo del compresor y el flujo de masa, son factores clave en la selección final de la combinación de capilares.